Monitor nivel de sare pentru dedurizator de apă: 7 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:41

Balsamurile de apă funcționează utilizând un proces numit schimb ionic în care ionii de calciu și magneziu din apa dură sunt schimbați cu clorură de sodiu (sare) printr-o rășină specială. Apa intră într-un vas sub presiune unde se deplasează prin granulele de rășină, iar calciul și magneziul sunt înlocuite cu sodiu. Margelele de rășină vor deveni în cele din urmă epuizate și nu vor mai putea prelua alte minerale dure. Procesul de reîncărcare sau regenerare trece o soluție de apă sărată prin mărgelele de rășină, care detașează mineralele de duritate și le spală inofensiv la scurgere. Margelele de rășină sunt lăsate reîmprospătate și gata să facă apă mai înmuiată.

Balsamurile de apă schimbătoare de ioni au mai multe forme și dimensiuni, dar toate au un lucru în comun, un rezervor de saramură care trebuie umplut cu sare la fiecare câteva săptămâni pentru a garanta o alimentare regulată cu apă moale. Balsamurile de apă nu sunt tocmai piese de echipament atractive și, prin urmare, sunt alungate într-un loc inaccesibil, ceea ce înseamnă că este necesară o vizită specială pentru a verifica nivelul de sare. Cel mai adesea, indicația pentru adăugarea mai multor sare provine de la membrii gospodăriei care se apucă de apă dură. Este necesar un senzor de nivel de sare și uitare care poate trimite un memento când sarea este scăzută în dedurizator. În acest Instructable, un senzor de distanță este utilizat pentru a măsura nivelul de sare din dedurizator de apă la fiecare câteva ore și rezultatul postat pe ThingSpeak. Când nivelul de sare scade, ThingSpeak va trimite un e-mail de reamintire pentru a umple rezervorul de saramură cu sare. Toate componentele acestui proiect sunt disponibile pe eBay, ca de obicei, cele mai ieftine piese provin din Asia. Chiar dacă trebuie să cumpărați toate componentele, costul total va fi de aproximativ 10 USD. Pentru realizarea acestui proiect sunt necesare o multitudine de abilități precum lipirea sau utilizarea IDE Arduino. Toate aceste tehnici sunt tratate în alte Instrucțiuni și nu sunt repetate aici.

Provizii

Suport baterie AA Modul variabil VL53L0X BAT43 Shottky diode 100nF condensator 2 x rezistențe 5k 2 x rezistențe 470 Ohm Modul adaptor serial FT232RL dimensiune AA baterie clorură de tionil litiu ESP-07 modul microcontroler Diverse, sârmă, cutie etc.

Pasul 1: Detector de nivel de sare

Un VL53L0X este utilizat pentru a detecta suprafața sării din dedurizatorul de apă. Senzorul funcționează trimițând un impuls de lumină și măsurând timpul necesar pentru a reflecta înapoi. Cele mai bune rezultate provin din utilizarea unei suprafețe reflectorizante albe în întuneric, exact ceea ce avem în coșul de sare. Senzorul în sine este foarte mic și greu de manevrat. Ca atare, poate fi cumpărat ca un modul care conține o interfață I2C. Acest lucru face mult mai ușoară conectarea cu alte microcontrolere, cum ar fi Arduino sau Raspberry Pi. Deoarece ferestrele cu laser și senzor sunt foarte mici, se folosește un strat de peliculă pentru a opri orice murdărie care blochează dispozitivul. Modulul trebuie să stea plat în partea superioară a dedurizatorului de apă, astfel încât firele sau lipirea nu ar trebui să iasă din partea senzorului. modulul. Acest lucru a fost realizat odihnind modulul în timpul lipirii, senzorul în jos, pe o bucată de lemn pentru a opri lipirea sau sârmă care formează umflături pe partea senzorului.

Pasul 2: Programarea ESP-07

Intenția a fost de a face ca monitorul de nivel al sării să funcționeze pe baterie și astfel a fost aleasă o versiune a oaselor goale a modulului cip ESP8266 pentru a minimiza curentul de așteptare și pentru a oferi cel puțin un an de viață a bateriei. Spre deosebire de unele dintre versiunile mai sofisticate, care includ regulatoare de tensiune și o interfață USB, unele componente suplimentare trebuie adăugate la ESP-07 cu oase goale utilizate în acest proiect. Un adaptor serial este conectat temporar pentru a aprinde ESP-07 și monitor portul serial în timpul testării. Rețineți că adaptorul serial va fi eliminat după ce ne bucurăm că totul funcționează corect, nu îl faceți prea solid. Din anumite motive, liniile SDA și SCL au necesitat schimbarea pentru a face senzorul să funcționeze, încercați acest lucru dacă gama este blocată la scară completă. Poate o ciudățenie din producția chineză? Pentru a alimenta acest proiect, se folosește o baterie de clorură de tionil litiu. Dimensiunea AA a acestei baterii are o tensiune constantă de 3,6 V și o capacitate de 2600 mAh, ideală pentru alimentarea ESP-07. Aceste baterii pot fi găsite la furnizorii de baterii specializați, dar nu în punctele obișnuite de vânzare cu amănuntul. Cred că nu îndrăznesc să lase publicul larg pe o baterie de două ori mai mare decât tensiunea normală!

Când ESP-07 pornește, pinii fac lucruri ciudate până când termină rutina de pornire. Ca măsură de siguranță, rezistențele sunt incluse în conexiunile la ieșirile modulului pentru a preveni curenții deterioratori. Schița Arduino pentru acest proiect este atașată în fișierul text. Ca de obicei, va trebui să îl editați cu propriile acreditări ale routerului și o cheie API din contul dvs. ThingSpeak. De asemenea, o adresă IP statică este utilizată pentru a accelera timpul de conectare WiFi și a economisi curent. Aceasta poate implica schimbarea adreselor IP pentru a se potrivi cu rețeaua dvs. Nota virgulă este utilizată în adresa IP și nu într-un punct! Există o cantitate mare de informații pe internet despre intermitent și utilizarea ESP8266 dacă aveți nevoie de mai mult ajutor. Pe scurt, intermitentul are loc după cum urmează:

Porniți ID-ul Arduino pe computer și asigurați-vă că placa ESP8266 este instalată și selectată Poate fi necesar să instalați bibliotecile pentru senzor și WiFi Încărcați în schița monitorului atașată mai jos și modificați după cum este necesar Verificați schițele compilate fără erori Conectați GPIO0 la masă printr-un rezistor de 5k Slot bateria în suport Conectați adaptorul USB Încărcați codul verificând dacă se conectează corect Scoateți bateria și apoi scoateți conexiunea GPIO0 Porniți monitorul serial și înlocuiți bateria Ar trebui să fiți întâmpinat cu imprimările seriale din schiță înainte ca modulul să intre în repaus

Reducerea timpului ciclului la aproximativ 20 de secunde va face depanarea mult mai ușoară. De asemenea, în funcție de router, este posibil ca timpul de conectare să fie ajustat pentru a oferi un link fiabil. Odată ce totul funcționează, adaptorul USB poate fi îndepărtat și monitorul poate fi conectat la service.

Pasul 3: Cablarea finală

Când credem că monitorul este configurat cum ne place, cablajul poate fi ordonat ca în imagine. LED-ul roșu de alimentare ar trebui îndepărtat deoarece acesta este un consum de energie în timpul somnului profund. Poate fi ping ușor cu un șurubelniță sau neșoldat. Dacă semnalul WiFi este în partea de jos, raza de acțiune poate fi îmbunătățită prin conectarea unei antene externe. În acest caz, legătura care unește antena ceramică trebuie îndepărtată ca LED-ul. Întotdeauna trebuie să existe o antenă externă conectată dacă ESP-07 funcționează fără legătura antenei ceramice.

Pasul 4: Instalarea senzorului

Senzorul trebuie montat peste cel mai înalt nivel de sare din rezervorul de saramură. În această instalație, capacul dedurizatorului de apă s-a dovedit a fi un loc convenabil pentru poziționarea senzorului. O gaură mică este găurită în capac, astfel încât senzorul să poată vizualiza nivelul sării. Deoarece amestecul de saramură este foarte coroziv, se folosește un strat de folie alimentară pentru a acoperi gaura și a proteja senzorul. Bateria și ESP-07 pot fi, de asemenea, montate lângă senzorul de pe capac. Există întotdeauna opțiunea de a conecta o antenă externă dacă puterea semnalului WiFi se dovedește marginală. În această instalație, senzorul, ESP-07 și bateria au fost tocmai lipită de vârful capacului, în timp ce dedurizatorul de apă era ascuns într-un dulap. Un caz adecvat ar fi necesar în situații mai expuse.

Pasul 5: Durata de viață a bateriei

Pentru a estima durata de viață a bateriei, trebuie să măsurăm curentul și curentul de așteptare atunci când monitorul este treaz. Acest lucru s-a dovedit destul de dificil, deoarece ESP-07 se poate bloca cu ușurință atunci când face modificări, cum ar fi modificarea intervalelor de măsurare. Soluția finală a fost adăugarea unui rezistor de 0,1 Ohm în cablul de alimentare și măsurarea curentului cu un scop în timpul perioadei de trezire. Fiecare măsurare a durat 6,7 secunde, cu un curent mediu de 77 mA. Curentul de somn a fost măsurat prin introducerea unei diode și a unui rezistor de 5 k în paralel în cablul de alimentare. Dioda transportă curentul de veghe, dar curentul de așteptare scăzut este transportat de rezistor. Acest lucru a dat un curent de așteptare de 28,8 uA. Timpul de repaus în program este setat la aproximativ 1 oră între măsurători. Peste un an, monitorul va folosi 250 mAh în regim de așteptare și 1255 mAh activ sau 1505 mAh în total. Bateria de 2600 mAh utilizată pe acest monitor ar trebui să dureze cu ușurință peste un an. Durata de viață a bateriei poate fi prelungită și mai mult prin măsurarea nivelului de sare mai puțin frecvent. Din păcate, timpul de somn al ESP-07 nu poate fi ușor făcut mai mult de aproximativ o oră. O modalitate de a rezolva această problemă este să trezești ESP-07 în fiecare oră și apoi să-l aduci din nou în repaus imediat. Există posibilitatea de a nu trezi modemul și graficul arată că acest lucru reduce la jumătate cantitatea de energie utilizată. Măsurând nivelul de sare doar de 4 ori pe zi, ne putem aștepta la o durată de viață a bateriei de aproximativ 5 ani. Codul de mai jos folosește memoria ESP8266 RTC pentru a stoca de câte ori modulul a fost în somn profund. În această schiță, există 6 perioade de somn înainte de a efectua o măsurare care dă 7 ore între citiri. Bineînțeles, acest lucru poate fi ajustat la cererea dvs. Așezați întotdeauna bateria ferm în poziție, o conexiune întreruptă poate bloca ESP-07 și descărca bateria. Bateria ar trebui să dureze câțiva ani înainte de înlocuirea cu aceste perioade de somn mai lungi. Din nou, cel mai bine este să testați modulul cu 10 secunde de somn, 7 ore este mult timp să așteptați pentru a verifica dacă funcționează …

Pasul 6: Diagrama nivelului de sare

Cele două diagrame arată nivelul de sare din dedurizatorul de apă și puterea semnalului WiFi, un instrument util de depanare. Regenerarea acestui dedurizator de apă este controlată de metru și fiind un model de rezervor dublu, rezervoarele pot comuta în orice moment al zilei. Graficul nivelului de sare indică momentul în care s-a produs regenerarea, iar timpul dintre regenerări oferă o idee despre utilizarea apei. Nu numai că acest monitor arată când este nevoie de mai multă sare, dar pe un dedurizator măsurat, acesta poate evidenția utilizarea excesivă a apei. VL53L0X are o rază de acțiune de până la aproximativ 2m, în funcție de suprafața reflectorizantă. Alte aplicații sunt posibile, cum ar fi monitorizarea nivelurilor rezervoarelor de ulei sau apă, unde adâncimea se schimbă lent în timp.

Pasul 7: Memento prin e-mail

E-mailurile cu memento despre nivelurile scăzute de sare pot fi trimise de la ThingSpeak. Aceasta implică configurarea a două aplicații din meniul APPS, prima este o analiză MATLAB care va compune și trimite un e-mail dacă nivelul de sare depășește o limită definită. Cealaltă aplicație este un TimeControl în care puteți decide cât de des să verificați nivelul de sare. Configurarea aplicației TimeControl este destul de intuitivă, în acest caz, nivelul de sare este verificat zilnic prin rularea Analizei MATLAB. Un e-mail neplăcut va fi trimis zilnic odată ce nivelul de sare atinge nivelul scăzut. Analiza MATLAB utilizată în acest instructable este atașată mai jos. Va trebui să fie actualizat cu propriul ID de canal și ApiKey. De asemenea, nivelul minim de sare pentru rezervorul dvs. trebuie introdus în declarația „dacă”. Sperăm că acest lucru oferă suficiente detalii pentru a primi e-mailuri fără a fi nevoie să vă adânciți în complexitățile codării ThingSpeak.